基于CEL法的EPB切刀切削土体仿真分析

发布时间：2018-05-27 17:09

  本文选题：CEL法 + 复杂非线性　； 参考：《工程设计学报》2015年03期

【摘要】：针对盾构机切刀切削土体仿真收敛困难、仿真结果震荡严重等复杂非线性问题,利用大型非线性有限元软件建立切刀切削土体有限元模型,并利用欧拉-拉格朗日耦合法(CEL法)对模型进行求解.利用CEL法得出的切削力大小约为80N,单元失效法(EF法)和自适应网格划分法(ALE法)的结果均约为50N,而利用理论公式计算出切削力大小约为78N,即文中方法结果更接近理论解.且发现CEL法得到的切削力比EF法和ALE法得到的结果收敛快、震荡小.最后,通过研究有限元网格大小对仿真结果的影响,发现CEL法相对于EF法和ALE法对网格大小敏感性低,一定程度上提高了切削土体计算效率.总之,所提出方法更适合工程实际中盾构机切刀切削土体仿真分析.
[Abstract]:In view of the complex nonlinear problems such as the difficulty of simulation convergence and the severe vibration of simulation results, the finite element model of cutting soil is established by using large-scale nonlinear finite element software. The model is solved by Euler-Lagrangian coupling method (CEL). The cutting force obtained by CEL method is about 80N, the element failure method (EF method) and the adaptive meshing method (ale method) are both about 50Ns, while the theoretical formula is used to calculate the cutting force about 78N, that is to say, the results of the method in this paper are closer to the theoretical solution. It is found that the cutting force obtained by CEL method is faster and less oscillating than that obtained by EF method and ALE method. Finally, by studying the effect of finite element mesh size on simulation results, it is found that CEL method is less sensitive to mesh size than EF method and ALE method, and the computational efficiency of cutting soil is improved to some extent. In a word, the proposed method is more suitable for the simulation analysis of cutting soil with shield cutter in engineering practice.
【作者单位】： 湖南大学机械与运载工程学院;
【基金】：国家科技支撑计划项目(2012BAH09B02)
【分类号】：U455.39;TP391.9

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1943053